Капитель колонны что это
Древняя архитектура не перестает завораживать современного человека. Такие архитектурные элементы, как колонна, пилястра, капитель – это уже давно забытое прошлое. Здания, украшенные такими роскошными элементами, теперь можно увидеть, разве что на экскурсии по памятникам архитектуры. И все же, возможно, они найдут свое место в современных строениях, поэтому необходимо разобраться, что такое капитель и для чего она предназначена.
Архитектурный ордер
Прежде чем ознакомиться с понятием «капитель», необходимо разобраться, что такое архитектурный ордер. Архитектурный ордер – это множество частей несущей конструкции и систем перекрытий. Учитывая то, что эти элементы играли важную роль в устойчивости всей конструкции, они выполнялись с соблюдением четких пропорций.
Архитектурные ордеры бывают: вертикальные и горизонтальные. К вертикальным архитектурным ордерам относятся колонны и пилястры, к горизонтальным – антаблементы. Все эти сооружения берут свое начало в Древнем Риме и Греции. Именно там впервые появились эти декоративные элементы.
Что такое «капитель»?
Капитель относится к вертикальному архитектурному ордеру и является частью колонны. Такие изделия отличаются своей красотой и разнообразием. Если рассматривать точное определение, то капитель – это верхушка колонны, которая соединяет ее с антаблементом. Из этого следует, что функция капители не только эстетическая. На практике она расширяет площадь соединения колонны с балочным перекрытием, а также принимает и перераспределяет его вес. Поэтому верхушка колонны должна быть в форме трапеции, то есть узкое основание, постепенно расширяющиеся по направлению к антаблементу. Как правило, капитель состоит из трех элементов:
Геометрическое строение капители обычно представлено в виде овальной сферы или куба. Капитель в виде куба может обладать ярко выраженными гранями, которые, в свою очередь, украшают архитектурными сколами.
Виды капителей
Значение слова «капитель» с латинского переводится, как «голова». Именно поэтому ей уделяли такое огромное значение. Разнообразные узоры, формы и орнаменты всегда украшали верхушку величественной колонны. Всего существует пять видов капителей, которые различают по их внешним особенностям и технике исполнения. Капители делятся на:
Каждый из этих видов обладает своими уникальными свойствами и особенностями, с которыми нужно ознакомиться поподробнее.
Капители дорического ордена
Для дорического стиля свойственна простота и сдержанность. Капители дорического ордена имеют скромную структуру и не обладают особым разнообразием форм. Ее архитрав, как правило, имеет сглаженные края без нанесённого на него орнамента. Из-за такой сдержанности в формах данный вид капители приобрел название «мужской».
Капители ионического ордера
Полной противоположностью капителей дорического ордена является их ионический стиль исполнения. Для него характерна легкость и изящность структуры архитектурного элемента. Поэтому его именуют как «женскую». Основание ионической капители обладает сферической формой без нанесенного на нее орнамента. Как правило, капитель украшают иониками и четырьмя завитками, которые направлены вниз относительно антаблемента.
Капитель коринфского ордера
Этот стиль родом из Древней Греции. В его основу положены элементы ионического стиля с добавлением дополнительных декоративных элементов. По форме ионическая капитель напоминает колокол. Ее украшают всевозможными листьями, цветами и завитками. Ходит легенда, что создателя этого архитектурного стиля подтолкнула к созданию такого декоративного элемента корзина с цветами на гробнице мертвой молодой девушки. Поэтому украшения в виде листьев и цветов являются неотъемлемой частью коринфской капители.
Византийская капитель
Византийский стиль является абсолютно уникальным в плане технологии строительства и эстетики. Капители тех времен обладали четкими гранями, небольшими размерами и целостностью конструкции. Византийцы считали, что капитель – это целое искусство. Поэтому зачастую этот архитектурный элемент изготавливали из чистейшего белого мрамора и покрывали позолотой. Византийские колонны всегда отличались своим убранством и роскошью, что сделало их уникальными в своем роде.
Готическая капитель
Готический стиль свойственен архитектурным строениям, возведенным в Средневековье на территории Западной Европы. Он также обладает внешними особенностями, которые отличают его от всех остальных. Готическая капитель – это верхняя часть колонны, украшенная узорами, которые имеют округлую форму с уникальными, свойственными исключительно данному стилю, очертаниями. Готическому стилю, как и ионическому, также присущи украшения в качестве листьев. База капители напоминает природные формы с имитацией растущих на нем декоративных растений.
КАПИТЕ́ЛЬ
Том 13. Москва, 2009, стр. 24
Скопировать библиографическую ссылку:
КАПИТЕ́ЛЬ (от лат. capitellum – головка), архитектурный элемент, одна из трёх основных (наряду со стволом и базой) частей колонны и её модификаций (полуколонна, пилястра). Будучи оформлением верхнего края вертикальной опоры, К. принимает на себя тяжесть антаблемента и передаёт её стволу. В Древнем Египте К. имела вид бутонов лотоса и папируса, пучка листьев пальмы, головы богини Хатхор и др. В классич. архитектуре тип К. и её архит.-худож. характер зависят от того, к какому ордеру архитектурному она принадлежит (тосканская, дорическая, ионическая, коринфская, композитная). К. делится по вертикали на неск. частей. Верхняя, обязательная для всех ордеров часть – абак ; в тосканском и дорическом ордерах к нему добавляются эхин и шейка; в ионическом ордере шейка обычно отсутствует, но между абаком и эхином имеется подушка с волютами ; в коринфском ордере абак лежит на богато украшенном колоколе; в композитном ордере между колоколом и абаком помещается ионический эхин с волютами. Виды неклассич. К. весьма разнообразны (К. с протомами львов и быков в ахеменидском Иране, средневековые кубические, лиственные, сталактитовые, фигурные К. и др.).
Капитель
Связанные понятия
Упоминания в литературе
Связанные понятия (продолжение)
Архитрáв, или эпистелион (итал. architrave, от греч. ἀρχι, «архи», над-, главный и лат. trabs балка) — архитектурный термин, имеющий троякое значение.
Канелю́ра, каннелю́ра (от фр. cannelure, также ложок) — вертикальный желобок на стволе пилястры или колонны (такие колонны называют каннелированными, в отличие от гладких), а также горизонтальные желобки на базе колонны ионического ордера.
Баля́сины (от др.-греч. βαλαύστιον — цветок дикого граната) в архитектуре — невысокие фигурные столбики в виде колонн (иногда с резным декором), поддерживающие поручни перил ограждений балконов, лестниц и т. д.; изготовляются из дерева, камня, металла, мрамора и др.Наиболее древний экземпляр изображения балясин найден на барельефах в Ассирии. Для декорирования фасадов, а также парков балясины начали применять в эпоху раннего Возрождения. Балясина в её современном виде предложена архитектором Джулиано.
Ру́стовка (также ру́стика, от лат. rusticus — буквально «деревенский», производное от лат. rus — деревня; «простой», «грубый», «неотёсанный») — в архитектуре облицовка внешних стен здания или некоторых пространств на них четырёхугольными, правильно сложенными и плотно пригнанными один к другому камнями, передняя сторона которых оставлена неотёсанной или отёсана очень грубо, и только по краям обведена небольшой гладкой полосой. При этом термин руст обозначает либо сам такой камень, либо разделительную.
Модильо́н, модульо́н, модильо́на (итал. modiglione) — архитектурная деталь типа кронштейна, которая поддерживает слезниковую плиту венчающего карниза композитного, дорического или коринфского ордера. Иногда модильон играет только декоративную роль, его название по разным сведениям имеет французское, итальянское или латинское (от лат. modulus — мера) происхождение. По-видимому, это название возникло из-за того, что его ширина по фасаду выполнялась равной одному модулю. Нижняя часть модульона украшалась.
Античная архитектура
Капитель: самый известный элемент ордера
Капитель — это самая выразительная часть здания, именно по ней отличают типы ордеров. В этой части узнаем, почему и посмотрим на разные виды капителей.
Мы уже выяснили, что ордер — намного больше, чем типы капителей; это сложная система соотношений частей здания. Но почему тогда на лекциях много разговоров уделяют такой небольшой детали, как капители колонн? Объясняем.
🌸 Капитель, наоборот, самая пластичная и выразительная часть здания. Это точка перехода, стык двух форм, место, где колонна берет на себя тяжесть здания. Архитектору есть где разгуляться — здесь он может играть с тем, как ложатся тени и сочетаются сложные формы.
Капитель — поле для экспериментов, так что за тысячи лет их в европейской архитектуре накопилось очень много (только посмотрите на подборку ниже), но своих названий у них нет.
🏛 В вечности остались только три капители, они и правда получились удачные: дорическая, ионическая и коринфская. Две с половиной из них создали греки, последнюю доделали римляне и придумали свою вариацию — композитный ордер.
Дорический похож на блинчик.
Ионический имеет две завитушки.
Коринфский состоит из листиков аканта.
Композитный совмещает и листики, и завитушки.
Четыре античных ордера: дорический (Парфенон), ионический (Эрехтейон), коринфский (храм Зевса), композитный (арка Тита в Риме)
А вот капители, которые очень любили варьировать в сталинской архитектуре, добавляя фантазийные элементы: снопы сена и ржи, серпы и звезды, изображения животных
Капители настолько разнообразны, что их можно коллекционировать. Что мы уже начали делать — вот небольшая часть.
❗️ А вам задание — сделайте свою подборку, добавив свои наблюдения — чем именно эти капители зацепили взгляд?
Другая плоскость, в которой интересно рассматривать классические капители — это их качество. Чем выше был статус постройки, тем качественнее резьба. Особенно это заметно на римских примерах.
🏛 Пантеон — важная постройка в центре Рима, поэтому капители нарезаны безупречно, сегодня человечество таких не сделает. То же самое касается арок императора.
🏢 Колизей. Это здание попроще, так что здесь капители не так тонко исполнены, а на листьях нет резьбы.
⛺️ Акведуки. Это утилитарная постройка, так что между арками и опорами слегка намечены горизонтальные полосочки, даже не капители. Вот и весь ордер — очень упрощенный.
1. Колонна Пантеона
2. Колизей
3. Акведук Пон-дю-Гар
Античные архитекторы стремились не только упорядочить здание с помощью ордера, но и создать ощущение массивности, сделать здание еще солиднее. Какими средствами?
✅ Энтазис. Так называют расширение колонн книзу. Одновременно капитель расширяется, потому что берет на себя нагрузку. Именно из-за энтазиса колонна оптически выглядит прямой — если бы утолщения не было, создавалась бы оптическая иллюзия вогнутости.
✅ Каннелюры (борозды) создают игру света, из-за этого колонны выглядят более шершавым.
✅ База колонны состоит из многослойных блинчиков, благодаря которым колонна уверенно встает на землю.
✅ Антаблемент (все, что выше капители) нарезается на слои. Каждый слой — своей толщины, некоторые слои украшены орнаментом. Это делает антаблемент похожим на увесистую раму старой картины в музее.
❗️ Массивность за счет слоев можно встретить даже в наших квартирах: на плинтусах, филенках кухонных шкафов, рамках и нишах дверей — это все «привет» от ордерной системы.
О капителях
Капительные стыки колонн с плитами перекрытий часто применяют при проектировании нежилых зданий с пролетами более 6 м, а также при больших нагрузках на плиты (например, в подземных и надземных паркингах, торгово-офисных, складских зданиях, а также в различных промышленных сооружениях). Но не смотря на частое использование при проектировании, в наших обязательных нормативных документах нет требований по конструированию и расчету капителей, как отдельного конструктивного элемента. Например, СП 63.13330 (который является обязательным) относит капители к специфическим конструкциям: «Настоящий свод правил не содержит требования по проектированию специфических конструкций (пустотные плиты, конструкции с подрезками, капители и т.п.)«. Так как в терминах и определениях данного нормативного документа авторы не указали, что считать конструкциями с подрезками, и что «капителями и т.п.», остается только предполагать, что речь идет о классических капителях (т.е. утолщениях верхней части колонн), а подрезки — это местное изменение сечения в плите или балке с широкого на более узкое. При отсутствии определений, например, «подрезкой» или конструкцией подобной капители можно также считать короткие консоли колонн, расчет которых приводится в приложении Ж СП 63. Такая путаница получается из-за того, что только небольшая часть нормативных документов по железобетонным конструкциям стала обязательной и многие очевидные для авторов норм понятия приходится уточнять для правильного понимания требований этих документов.
Известно, что капители стали применять в качестве дополнительного конструктивного элемента после создания железобетона, до этого капитель была лишь архитектурным элементом оформления верхней части колонны, т. е. декоративным элементом оформления колонны. С появлением железобетонных конструкций и железобетонных перекрытий их стали использовать для уменьшения пролета плиты, распределения сконцентрированных надколонных моментов, повышения общей жесткости соединения плиты с колонной и уменьшения горизонтальные смещений плит, уменьшения расчетной длины колонн, повышения несущей способности перекрытий на продавливание и уменьшения их прогибов. Со временем их стали применять в зданиях, рассчитываемых на сейсмические воздействия, а также в зданиях рассчитываемых на прогрессирующее обрушение, так как их наличие повышало надежность таких зданий. Появилась потребность и в расчете самих капителей. В России упоминания о капителях при проектировании конструкций начали появляться в начале прошлого века. В частности, при проектировании монолитных перекрытий с капителями. На сегодняшний день об особенностях проектирования капителей написано в нормативных документах разных стран, но в российских обязательных нормах по железобетону требований к их расчету проектированию пока нет.
Чтобы разобраться, является ли конструкция капителью или это утолщение плиты с «подрезкой» в обратную сторону, стоит изучить требования к капителям в зарубежных нормативных документах, а также в технической литературе у нас.
По рекомендациям, описанным в «НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ОТЧЕТ по теме: Разработка методики расчета и конструирования монолитных железобетонных безбалочных перекрытий, фундаментных плит и ростверков на продавливание», авторами которого являются и авторы СП 63, проверку прямоугольной капители на продавливание следует проводить при ее вылете за грань колонны более чем в полтора раза превышающем толщину. При меньшем вылете продавливание проверяют в плите за гранью капители. То есть, авторы считают, что при вылете менее 1,5 высоты утолщение можно считать классической капителью (утолщением колонны).
В зарубежной (а также в советской) литературе и нормативных документах используется понятие эффективной ширины оголовка колонны (расчетной ширины капители). Эта ширина ограничивается линиями идущими под углом 45 градусов от центральной оси колонны до нижней поверхности плиты и не зависит от реальной ширины верхней части капители, т.е. если угол наклона более 45 градусов, эффективная ширина все равно принимается не более ширины, ограниченной конусом с гранями, идущими под 45 градусов от оси колонны к плите. Это предположение, в частности, подтверждается экспериментально и аналитически в статье «Experimental and numerical analysis of reinforced concrete mushroom slabs. A. F. Lima Neto; M. P. Ferreira; D. R. C. Oliveira; G. S. S. A. Melo». Со статьей можно ознакомиться по ссылке: http://www.scielo.br/scielo.php?pid=S1983-41952013000200007&script=sci_arttext&tlng=en.
При небольших углах наклона граней капители, теоретически, она может работать и на изгиб (например, при отношении вылета капители к высоте 1/10 и менее), но классическая капитель с углом наклона граней 45 градусов, работает на сжатие по наклонной сжатой бетонной полосе и изгибаемым элементом не является. Её расчет аналогичен расчету короткой консоли, входящей в состав жесткого (рамного) узла, указанного в приложении «Ж» СП 63.
На рисунке 3 показан пример армирования классической, капители из книги «Manual for detailing reinforced concrete structures to EC2. Jose Calavera. 2012»:
Данная капитель является классической конусообразной капителью колонны, которая армируется наклонными стержнями, которые анкеруются снизу — в колонну, а сверху — в плиту капители. Наклонные стержни охватываются, как обручами, хомутами капители. Кроме этого, внутри капители показаны хомуты колонны, возможно конструктивно (для фиксации вертикальной арматуры). В верхней части капители показана капительная плита. Эту плиту добавляют при больших нагрузках для большего уменьшения пролета и увеличения контура продавливания в вышележащей плите.
В Советском Союзе капители применяли часто, так как они позволяли экономить арматуру, которой, в те времена не хватало. О капителях, к примеру, написано в книге Штаермана и Ивянского «Безбалочные перекрытия. Москва 1953 г.». Фрагмент из книги: «Размеры капителей должны быть обоснованы и каждый раз проверены расчетом плиты на главные растягивающие напряжения по периметру в местах перелома капителей. При средних величинах нагрузок наиболее целесообразными и экономичными являются размеры капителей, равные 0,35 пролета при расчетной ширине капители С, равной примерно 0,22l. Расчетная ширина капители С должна быть во всех случаях не меньше 0,2l, а верхние наружные размеры капители при капителях I и II — не менее 0,35 величины соответствующего пролета l и при капителях типа III — не менее 0,2l. Армирование капители в огромном большинстве случаев по расчету не требуется, так как сечение ее настолько велико, что растягивающие усилия у наружных граней капители не возникают, а сжимающие усилия всегда меньше допускаемых. Поэтому армирование капителей производится только по конструктивным соображениям для обеспечения лучшей связи ее с колонной и плитой. Прямые капители (без изломов) армируются обычно прямыми стержнями диаметром 8-10 мм, поставленными по углам и по середине сторон и стянутыми по высоте 3-4 хомутами диаметром 6 мм (рис. 5,а). Капители с изломом армируются так же, как прямые капители (рис. 5,б), полукапители пристенных колонн армируются так же, как и средние капители. В капителях с надкапительной плитой капитель армируется, как прямая капитель, а в надкапительной плите, в которой возникают только сжимающие усилия, расчетной арматуры не требуется. Она армируется только по конструктивным соображениям сеткой из стержней диаметром 8-10 мм через 10-15 см с концами, отогнутыми вверх под прямым углом (рис. 5,в)».
Некоторую информацию о расчете монолитных капителей можно также найти в «Руководство по расчету статически неопределимых железобетонных конструкций. Москва 1975 г». Например, в пункте 4.8 этого документа написано о расчете на продавливание капители: «Капители рассчитываются на продавливание в наиболее слабых местах, например там, где очертание образует входящие узлы… При расчете на продавливание капителей или полукапителей, а также плиты по периметру капителей и полукапителей величина силы Р принимается равной сумме сил, передающихся через перекрытие на рассматриваемую колонну, за вычетом нагрузок, приложенных к верхнему основанию пирамиды продавливания».
В пункте 4.11 этого Руководства также даны рекомендуемые параметры ломаных капителей: «При применении квадратных или прямоугольных капителей ломаного очертания рекомендуется принимать величину Сх / lx и Cy / ly — пределах от 0,08 до 0,12; отношение высоты hk капители в месте перелома ее очертания к толщине плиты hп в пределах от hk / hп = 2 до hк / hп = 2,5″.
Классические капители с углом наклона граней 45 градусов хороши тем, что их не нужно проверять на продавливание, не нужно армировать по расчету (только конструктивно), они повышают жесткость стыка плиты с колонной и уменьшают прогибы плит. Однако, их главным минусом являются большие габариты, из-за которых возникают сложности с проводкой коммуникаций и планировкой помещений.
При уменьшении высоты капителей и увеличении угла наклона их граней в капителях возникают проблемы с продавливанием и в них устанавливают не горизонтальные, а вертикальные хомуты (или каркасы). Такие капители можно отнести к утолщению плиты.
Ниже приведены схемы определения расчетных сечений в капительных стыках по зарубежным нормам.
Расчет отдельно стоящих фундаментов с банкетками под железобетонные и стальные колонны на продавливание и на поперечную силу, также описан в главе 2 «Пособия по проектированию фундаментов на естественном основании под колонны зданий и сооружений (к СНиП 2.03.01-84 и СНиП 2.02.01-83)».
О конструировании и расчете капителей также говорится в «Руководство по проектированию железобетонных конструкций с безбалочными перекрытиями. Москва Стройиздат 1979».
В некоторых зарубежных нормах можно найти запрет на бетонирование капителей отдельно от основной плиты перекрытия, поэтому данное требование также нужно иметь в виду при проектировании. При необходимости устройства холодных швов бетонирования в местах соединения капители (или банкетки) с основной плитой, данный стык необходимо проверить на сдвиг контактного шва по формуле 5.26-5.32 П 1-98 к СНиП 2.03.01-84*.
В нашей литературе можно встретить также исследования надкапительных стыков. Например, в диссертации «РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ КАПИТЕЛЬНЫХ УЗЛОВ СОПРЯЖЕНИЯ КОЛОНН С ПЕРЕКРЫТИЯМИ В БЕЗРИГЕЛЬНЫХ КАРКАСАХ МНОГОЭТАЖНЫХ ЗДАНИЙ», автор проводит сравнительное экспериментально-аналитическое исследование «надкапительных» стыков и дает рекомендации по их расчету и конструированию. Основные выводы диссертации:
«Определение несущей способности перекрытия с капителями на продавливание при одновременном действии сосредоточенной силы и изгибающего момента производится по двум сечениям возможного образования трещин:
— в первом случае наклонная трещина пирамиды продавливания образуется на стыке капители и плиты, и следует до нижней поверхности перекрытия, пересекая наклонную арматуру (сеч. І-І, рис. 2);
— во втором случае наклонная трещина образуется на верхней по-верхности перекрытия, и следует под углом 45 град. к нижней поверхности плиты к месту начала отгибов наклонной арматуры (сеч. II-II, рис. 2).
1. Расчет по сечению І-І производят из условия:
где F — сосредоточенная сила от внешней нагрузки;
М — изгибающий момент от внешней нагрузки, учитываемый при расчете на продавливание;
и — предельные сосредоточенная сила и изгибающий момент, воспринимаемые бетоном по сечению І-І;
Fsw,ult и Msw,uit — предельные сосредоточенная сила и изгибающий момент, воспринимаемые наклонной арматурой.
— усилие, воспринимаемое бетоном по сечению І-І, определяется по формуле:
где Rbt — расчетное сопротивление бетона осевому растяжению;
— площадь расчетного сечения І-І, расположенного на расстоянии 0,5h0 от грани колонны при h > с или на расстоянии 0,5(d+h0) при h
— предельный изгибающий момент, воспринимаемый бетоном по сечению І-І, определяют по формуле:
— момент сопротивления расчетного контура поперечного сечения І-І.
Усилие Fsw,ult, воспринимаемое наклонной арматурой, определяется по формуле:
где Rswi, Aswi, — соответственно, расчетное сопротивление растяжению, площадь и угол наклона к горизонтали каждого наклонного арматурного стержня.
2. Расчет по сечению ІІ-ІІ производят из условия:
и — предельные сосредоточенная сила и изгибающий момент, воспринимаемые бетоном по сечению ІІ-ІІ.
В статье «ОПЫТ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ИСПЫТАНИЙ УСИЛЕННЫХ УЗЛОВ ОПИРАНИЯ МОНОЛИТНЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ПЕРЕКРЫТИЙ НА КОЛОННЫ» авторами проведен численно-экспериментальный анализ «надкапители», и предложен вариант по усилению перекрытия «надкапителью» следующего вида:
В конце статьи, хочется обратить внимание на то, что классическую капитель, которая не требует никаких специальных расчетов и армируется конструктивно, авторы СП 63 отнесли к специфическим конструкциям и не внесли в данный нормативный документ. Из-за большой популярности этого конструктивного элемента, хотелось бы, чтобы авторы наших обязательных норм добавили определение капители и указали параметры, по которым капитель можно считать классической, а также дали рекомендации по её конструктивному армированию.